OpenCVSharp图像形态学操作

.Net AI学习笔记系列

第二章 OpenCVSharp图像形态学操作

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前言

形态学操作是一种基于图像形状的图像处理技术，主要用于图像的腐蚀、膨胀、开运算、闭运算等操作。

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一、OpenCVSharp图像形态学操作

示例主要包含了对图片标注图片特定区域、膨胀、腐蚀操作。

二、使用步骤

1.开发工具

	VS2019+.net 4.8+OpenCvSharp4

2.引入库

Install-Package OpenCvSharp4

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
using System.Data;
using System.Drawing;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using System.Windows.Forms;
using OpenCvSharp;
using OpenCvSharp.Extensions;

3.示例代码

代码如下（示例）：

 //标注图片特定区域
  private void btn_Annotation_Click(object sender, EventArgs e)
  {
      if (this.pictureBox1.Image == null)
      {
          MessageBox.Show("请选择图像！");
          return;
      }
          
      Mat image = OpenCvSharp.Extensions.BitmapConverter.ToMat((Bitmap)this.pictureBox1.Image);

      // 定义要标注的区域
      int x = 100;
      int y = 300;
      int width = 636;
      int height = 310;
      // 创建Rect结构表示区域
      Rect rect = new Rect(x, y, width, height);

      // 在图像上绘制矩形框
      Cv2.Rectangle(image, rect, Scalar.Red, 2);

      this.pictureBox1.Image = OpenCvSharp.Extensions.BitmapConverter.ToBitmap(image);
      this.pictureBox1.Refresh();
  }
  
//膨胀
 private void btn_Dilate_Click(object sender, EventArgs e)
 {
     if (this.pictureBox2.Image == null)
     {
         MessageBox.Show("请选择图像并二值化！");
         return;
     }
         
     Mat binary = OpenCvSharp.Extensions.BitmapConverter.ToMat((Bitmap)this.pictureBox2.Image);
     // 膨胀操作，填充孔洞
     Mat dilate = new Mat();
     Mat kernel = Cv2.GetStructuringElement(MorphShapes.Rect, new OpenCvSharp.Size(5, 5));  //这是用于膨胀的结构元件。这是一个可选项。它的默认值是一个3*3的结构元素，所有值都设置为1
     OpenCvSharp.Point anchor = new OpenCvSharp.Point(-1, -1); //锚点是用作对周围像素执行操作的参考点的像素。锚通常由其在用于操作的结构元素中的位置指定。这是一个可选参数，默认值为(-1，-1)，表示锚位于内核的中心。
     int iterations = 1;  //膨胀次数
     Cv2.Dilate(binary, dilate, kernel, anchor, iterations, BorderTypes.Constant, 0);

     this.pictureBox2.Image = OpenCvSharp.Extensions.BitmapConverter.ToBitmap(dilate);
     this.pictureBox2.Refresh();
 }

//侵蚀
private void btn_Erode_Click(object sender, EventArgs e)
{
    if (this.pictureBox2.Image == null)
    {
        MessageBox.Show("请选择图像并二值化！");
        return;
    }
       
    Mat dilateImg = OpenCvSharp.Extensions.BitmapConverter.ToMat((Bitmap)this.pictureBox2.Image);

    // 腐蚀操作，去除噪声
    Mat erode = new Mat();
    Mat kernel = Cv2.GetStructuringElement(MorphShapes.Rect, new OpenCvSharp.Size(5, 5));  //这是用于腐蚀的结构元件。这是一个可选项。它的默认值是一个3*3的结构元素，所有值都设置为1
    OpenCvSharp.Point anchor = new OpenCvSharp.Point(-1, -1); //锚点是用作对周围像素执行操作的参考点的像素。锚通常由其在用于操作的结构元素中的位置指定。这是一个可选参数，默认值为(-1，-1)，表示锚位于内核的中心。
    int iterations = 1;  //腐蚀次数
    Cv2.Erode(dilateImg, erode, kernel , anchor , iterations ,BorderTypes.Constant ,0);

    this.pictureBox2.Image = OpenCvSharp.Extensions.BitmapConverter.ToBitmap(erode);
    this.pictureBox2.Refresh();
}

4.运行效果

总结

开运算（Opening）是一种形态学操作，它结合了腐蚀和膨胀两个操作。开运算的目的是消除图像中的小物体，同时保留较大的物体。开运算的过程如下：

腐蚀操作：先对图像进行腐蚀操作，这会使图像中的小物体消失，同时保留较大的物体。
膨胀操作：然后对腐蚀后的图像进行膨胀操作，这会使较大的物体恢复到原始大小，同时消除腐蚀操作中产生的小孔洞。
开运算的作用：

消除噪声：开运算可以有效地消除图像中的噪声，尤其是椒盐噪声。
分割物体：开运算可以帮助分割图像中的物体，使得物体之间的边界更加清晰。
填充孔洞：开运算可以填充图像中的孔洞，使得物体的形状更加完整。